CN217195424U - 基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节。所述基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节包括：关节弯曲机构和连接于所述关节弯曲机构一端的关节旋转机构；所述关节弯曲机构包括弯曲侧固定件和用于带动所述弯曲侧固定件弯曲的弯曲动作步进电机。本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节采用模块化设计思想，通过将关节结构分为关节弯曲机构和关节旋转机构两个部分，可根据需求单独或任意组合使用，实现关节的仿生运动，可以运用在机器人全身各个关节，如颈椎、腰椎、脊柱、四肢等，且实现不同需求的运动组合，适用范围广，拓展性很高，能满足绝大多数的关节的运动需求。

Description

基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节。

背景技术

随着机械技术和智能控制技术的发展，机器人在生活和工业各领域开始发挥越来越大的作用。

对于仿人型机器人，为了使运动效果具有更高的逼真度，其全身各个部分的活动都需要通过仿生关节进行控制和驱动。

在现有技术中，针对驱动式人型机器人的关节结构，通常有两种方案：一种是多关节组合式关节结构，单次开发周期和成本较高，尺寸和活动方式固定，变通性不强，使用方式单一，仅适合高端领域的小批量定制使用；另一种是单一关节结构，对某一关节模仿度较高，使用时存在较大局限性，仅可用于对应关节，可移植性低，无法广泛使用。

因此，有必要提供基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节，解决了机器人仿生关节使用方式单一，局限性高，不方便广泛使用的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节包括：关节弯曲机构和连接于所述关节弯曲机构一端的关节旋转机构；

所述关节弯曲机构包括弯曲侧固定件和用于带动所述弯曲侧固定件弯曲的弯曲动作步进电机，所述弯曲侧固定件的两侧均开设有法兰固定槽，所述法兰固定槽上设置有第一法兰盘，所述第一法兰盘上设置有用于将所述第一法兰盘固定到所述固定槽上的第一锁紧螺丝，所述弯曲动作步进电机的外表面固定安装有弯曲结构电机主承载件，所述弯曲结构电机主承载件的一侧固定安装有弯曲结构电机副承载件，所述弯曲结构电机副承载件的一端固定安装有弯曲结构传感器承载件，所述弯曲结构传感器承载件的一侧固定连接有和所述锁紧螺丝配合使用的弯曲机构传感器。

优选的，所述第一锁紧螺丝的一端穿过所述第一法兰盘且抵触在所述弯曲动作步进电机上，用于避免所述弯曲动作步进电机和所述第一法兰盘发生相对转动。

优选的，所述弯曲结构电机主承载件和所述弯曲结构电机副承载件分别设置于所述弯曲动作步进电机的两侧。

优选的，所述弯曲侧固定件的底部和所述弯曲结构电机副承载件的底部分别固定连接有第一走线三通和第二走线三通。

优选的，所述关节旋转机构包括旋转动作步进电机，所述旋转动作步进电机的外部固定连接有旋转结构电机承载件，所述旋转结构电机承载件的一侧依次设置有菱形轴承、旋转结构传感器承载件、第二法兰盘和法兰盘连接件，所述第二法兰盘上设置有用于所述第二法兰盘固定的第二锁紧螺丝。

优选的，所述旋转结构传感器承载件上固定安装有旋转结构传感器，所述旋转结构传感器上固定安装有用于为所述旋转结构传感器提供保护的传感器盖板。

优选的，所述旋转结构电机承载件上固定连接有第三走线三通，所述旋转动作步进电机的一端固定连接有旋转结构底板。

与相关技术相比较，本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节具有如下有益效果：

本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节，采用模块化设计思想，通过将关节结构分为关节弯曲机构和关节旋转机构两个部分，可根据需求单独或任意组合使用，实现关节的仿生运动，可以运用在机器人全身各个关节，如颈椎、腰椎、脊柱、四肢等，且实现不同需求的运动组合，如手腕仅转动不弯曲、脊柱任意自由度弯曲等，适用范围广，拓展性很高，能满足绝大多数关节的运动需求。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示关节弯曲机构部分的结构示意图；

图3为图2所示弯曲侧固定件正视部分的结构示意图；

图4为图2所示弯曲侧固定件部分的拆分结构示意图；

图5为图1所示关节旋转机构部分的结构示意图；

图6为图5所示旋转结构电机承载件的拆分结构示意图。

图中标号：

1、关节弯曲机构，11、弯曲侧固定件，12、弯曲动作步进电机，13、固定槽，14、第一法兰盘，15、第一锁紧螺丝，16、弯曲结构电机主承载件，17、弯曲结构电机副承载件，18、电机主承载件，19、弯曲机构传感器；

2、关节旋转机构，21、旋转动作步进电机，22、旋转结构电机承载件，23、菱形轴承，24、旋转结构传感器承载件，25、第二法兰盘，26、法兰盘连接件，27、第二锁紧螺丝；

3、第一走线三通，4、第二走线三通，5、旋转结构传感器；

6、传感器盖板，7、第三走线三通，8、旋转结构底板。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，其中，图1为本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示关节弯曲机构部分的结构示意图；图3为图2所示弯曲侧固定件正视部分的结构示意图；图4为图2所示弯曲侧固定件部分的拆分结构示意图；图5为图1所示关节旋转机构部分的结构示意图；图6为图5所示旋转结构电机承载件的拆分结构示意图。基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节包括：关节弯曲机构1和连接于所述关节弯曲机构1一端的关节旋转机构2；

所述关节弯曲机构1包括弯曲侧固定件11和用于带动所述弯曲侧固定件11弯曲的弯曲动作步进电机12，所述弯曲侧固定件11的两侧均开设有法兰固定槽13，所述法兰固定槽13上设置有第一法兰盘14，所述第一法兰盘14上设置有用于将所述第一法兰盘14固定到所述固定槽13上的第一锁紧螺丝15，所述弯曲动作步进电机12的外表面固定安装有弯曲结构电机主承载件16，所述弯曲结构电机主承载件16的一侧固定安装有弯曲结构电机副承载件17，所述弯曲结构电机副承载件17的一端固定安装有弯曲结构传感器承载件18，所述弯曲结构传感器承载件18的一侧固定连接有和所述锁紧螺丝配合使用的弯曲机构传感器19。

所述第一锁紧螺丝15的一端穿过所述第一法兰盘14且抵触在所述弯曲动作步进电机12上，用于避免所述弯曲动作步进电机12和所述第一法兰盘14发生相对转动。

弯曲动作步进电机12外接电源，第一法兰盘14负责连接弯曲动作步进伺服电机12和弯曲侧固定件11，弯曲侧固定件11的一侧有螺纹孔，方便弯曲侧固定件11和其他关节结构连接。

所述弯曲结构电机主承载件16和所述弯曲结构电机副承载件17分别设置于所述弯曲动作步进电机12的两侧。

弯曲结构传感器承载件18和弯曲结构电机副承载件17左右拼合，再与弯曲结构电机主承载件16共同包裹弯曲动作步进电机12的外部，弯曲结构电机主承载件16和弯曲结构电机副承载件17上均有和关节旋转机构2连接的螺纹孔。

所述弯曲侧固定件11的底部和所述弯曲结构电机副承载件17的底部分别固定连接有第一走线三通3和第二走线三通4。

第一走线三通3和第二走线三通4分别负责固定电机驱动线和控制线路。

所述关节旋转机构2包括旋转动作步进电机21，所述旋转动作步进电机21的外部固定连接有旋转结构电机承载件22，所述旋转结构电机承载件22的一侧依次设置有菱形轴承23、旋转结构传感器承载件24、第二法兰盘25和法兰盘连接件26，所述第二法兰盘25上设置有用于所述第二法兰盘25固定的第二锁紧螺丝27。

第二法兰盘25上有螺纹孔方便和关节弯曲机构1上的弯曲结构传感器承载件18和弯曲结构电机副承载件17进行固定和连接。

所述旋转结构传感器承载件24上固定安装有旋转结构传感器5，所述旋转结构传感器5上固定安装有用于为所述旋转结构传感器5提供保护的传感器盖板6。

所述旋转结构电机承载件22上固定连接有第三走线三通7，所述旋转动作步进电机21的一端固定连接有旋转结构底板8。

旋转动作步进电机21的主轴穿过菱形轴承23、旋转结构传感器承载件24并且通过法兰盘25连接到法兰盘连接件26上。

旋转结构底板8上有螺纹孔，方便和外部结构的连接，第三走线三通用于旋转动作步进电机21的线路走线，旋转结构底板8、第一法兰盘14，第二法兰盘25，弯曲侧固定件11、弯曲结构传感器承载件18和弯曲结构电机副承载件17的螺纹孔大小均一致，方便配合螺栓的自由组装。

旋转动作步进电机21和弯曲动作步进电机12外部均有承载件，方便提高连接能力和静音防护。

本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节的工作原理如下：

通过弯曲动作步进电机12可以带动弯曲侧固定件11弯曲旋转，再通过第一锁紧螺丝15配合弯曲机构传感器19，使得第一锁紧螺丝15随着弯曲侧固定件11转动接触到弯曲机构传感器19时，停止转动，对弯曲侧固定件11的弯曲角度进行限位。

再通过旋转动作步进电机21进行旋转，使得旋转动作步进电机21可以通过法兰盘连接件26转动，再通过所设置的菱形轴承23，旋转动作步进电机21的轴穿过菱形轴承23，菱形轴承23用来承受横向切应力，避免旋转动作步进电机21损坏。

与相关技术相比较，本实用新型提供的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节具有如下有益效果：

通过将关节结构分为关节弯曲机构1和关节旋转机构2两个部分，可根据需求单独或任意组合使用，实现关节的仿生运动，可以运用在机器人全身各个关节，如颈椎、腰椎、脊柱、四肢等，且实现不同需求的运动组合，如手腕仅转动不弯曲、脊柱任意自由度弯曲等，适用范围广，拓展性很高，能满足绝大多数关节的运动需求。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节，其特征在于，包括：

关节弯曲机构和连接于所述关节弯曲机构一端的关节旋转机构；

所述关节弯曲机构包括弯曲侧固定件和用于带动所述弯曲侧固定件弯曲的弯曲动作步进电机，所述弯曲侧固定件的两侧均开设有法兰固定槽，所述法兰固定槽上设置有第一法兰盘，所述第一法兰盘上设置有用于将所述第一法兰盘固定到所述固定槽上的第一锁紧螺丝，所述弯曲动作步进电机的外表面固定安装有弯曲结构电机主承载件，所述弯曲结构电机主承载件的一侧固定安装有弯曲结构电机副承载件，所述弯曲结构电机副承载件的一端固定安装有弯曲结构传感器承载件，所述弯曲结构传感器承载件的一侧固定连接有和所述锁紧螺丝配合使用的弯曲机构传感器。

2.根据权利要求1所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节，其特征在于，所述第一锁紧螺丝的一端穿过所述第一法兰盘且抵触在所述弯曲动作步进电机上，用于避免所述弯曲动作步进电机和所述第一法兰盘发生相对转动。

3.根据权利要求2所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节，其特征在于，所述弯曲结构电机主承载件和所述弯曲结构电机副承载件分别设置于所述弯曲动作步进电机的两侧。

4.根据权利要求3所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节，其特征在于，所述弯曲侧固定件的底部和所述弯曲结构电机副承载件的底部分别固定连接有第一走线三通和第二走线三通。

5.根据权利要求1所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节，其特征在于，所述关节旋转机构包括旋转动作步进电机，所述旋转动作步进电机的外部固定连接有旋转结构电机承载件，所述旋转结构电机承载件的一侧依次设置有菱形轴承、旋转结构传感器承载件、第二法兰盘和法兰盘连接件，所述第二法兰盘上设置有用于所述第二法兰盘固定的第二锁紧螺丝。

6.根据权利要求5所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节，其特征在于，所述旋转结构传感器承载件上固定安装有旋转结构传感器，所述旋转结构传感器上固定安装有用于为所述旋转结构传感器提供保护的传感器盖板。

7.根据权利要求6所述的基于步进伺服电机驱动的静音模块化智能仿生关节，其特征在于，所述旋转结构电机承载件上固定连接有第三走线三通，所述旋转动作步进电机的一端固定连接有旋转结构底板。

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